一、学习者分析
在学习浮力概念之前，他们已经学习过了重力、二力平衡、牛顿第一运动定律等相关概念。在前期进行的前概念的探查中，发现学生对物体漂浮、悬浮的原因，浮力大小的比较等均存在不同程度的迷思概念。此外，学习者已经在课外进行了EJS软件的学习，掌握了模型建构的步骤，已经能利用该软件创建简单的模型和模拟动画，已经具备了进行建模学习的初步能力。
二、教学目标的设计
根据新课标的要求，我们将这节浮力练习课的教学目标设计为：第一，学会通过比较物体浮力和重力的关系判断物体的浮沉情况，通过比较物体密度与液体密度的关系判断物体的浮沉情况。第二，掌握建模学习的方法。通过计算机模型建构软件EJS构建物体在液体中的浮沉情况模型。第三，通过组内对话与合作，完善构建的模型，提升交流与合作学习的能力。第四，学会模型评价。通过模型评价与分享，思维碰撞，在质疑、反思、交流、分享中进步。
三、教学策略的设计
本课是在浮力教学单元的后期，是一个练习课。根据教学目标，教师选择了基于计算机的建模教学的策略。模型（models）与建模（modeling）方法在科学学习中具有重要作用。模型是对现实世界的一种简化再现[1]。模型是学生对于科学现象认识的外在呈现。模型建构、测试和修改的过程被称之为建模。最早提出物理建模教学的是大卫•赫斯顿斯，目前建模教学被广泛运用于物理、化学、生物等课程的教学中。建模是一种建构主义色彩的学习方式。在模型建构中，学习者根据先前的知识经验，使用所给的工具探究当前的情境，构建对当前情境的理解，并将自己的这种理解表达出来。正是因为建模学习的建构性质，使其在当前的科学学习中备受关注。计算机为学生进行建模学习提供了可能。现有的计算机模型建构软件能非常方便地为学习者创建动态的、交互的科学模拟过程。EJS（EasyJavaSimulation）作为一款计算机建模学习的软件，它提供了一个简化的“模型－控制－显示界面”模式帮助使用者创建模拟的步骤。通过计算机建模软件EJS能很容易地将学习者认知结构中的浮力概念以及相关知识可视化。本课中的建模教学包含模型建构、模型评价以及模型修改三个过程，学生采用自主学习、小组合作学习、案例分析、讨论交流、分享与汇报等方式进行学习。
四、教学评价的设计
教学评价能对教学实施起到监控和调节的作用。在本课活动中，采用多元化评价体系，评价主体不再仅仅是教师，学习者自身、小组同伴、其他组成员都是建模教学中评价的主体。评价方法包含了定量与定性评价、自我评价与他人评价、形成性评价等方式。如对于学习者构建模型的有效性，教师参考了张宝辉等人制定的模型评价标准[2]，从重点和结构、准确性、完整性以及功能性四个方面进行定量评价。此外，教师和学生还可以对模型进行描述性评价，指出模型建构中存在的问题。学习者自身也可以在组内模型评价过程中，通过比较别人的模型、自身的感悟进行自评。此外，由于评价的内容不仅仅是模型建构本身，还包含对模型评价的评价以及对于模型修改的评价。
五、教学活动的设计
1.创设问题情境，设疑引思
教师通过创设问题情境，抛出一个一定体积的木块分别浸没在水中和酒精中的沉浮状态这一问题，让学生基于这一问题进行探究。学生已经学习了EJS建模软件以及浮力的相关知识，乐于运用已有的知识技能去解决这一问题。
2.进行模型建构，自主探究
6人为一个学习小组。学生在规定的时间内，利用建模软件进行自主探究。小组内可以讨论、协商。这个过程就是学生利用建模工具实现认知结构中的浮力概念可视化的过程。
3.进行模型评价，组内交流
学生自主完成模型建构之后，将模型上传到ftp中。小组内进行模型分享与评价。组内成员对建构的每一个模型进行评价，从不同的方面阐述自己对模型的看法。学生在小组内分享评价结果，并做好评价与讨论的记录。在这一过程中，学生看到他人建构的模型与自身建构的模型不同，会引发认知冲突，激起他们对自身持有的浮力观念的争论、辩护与质疑。这种可能发生的认知冲突是发生在儿童同伴群体之间，Champagne等人针对这一类型的认知冲突，认为“对话”是非常适合的概念转变策略。
4.典型案例点评，全班分享
教师根据各组上传的模型，挑选出典型的模型进行全班评价。各组成员在组内已经进行了模型评价，因而对于典型模型案例的分析能更加全面而具体。最后，教师进行点评。教师的点评是引入科学概念的过程，是在前面同伴间发生认知冲突的基础之上，因而教师对于模型的评价与学生同伴之间的评价进行了类比，这个过程也是学生摒弃原有的迷思概念，进一步理解与接受科学概念的重要环节之一。此外，教师还应该引导学生思考建模的要点、建模学习的方法以及注意事项。
5.进行模型修改，反思升华
每一位同学经过组内模型评价、全班典型案例分析之后，能对自身认知结构中浮力的概念形成更具体、深入的科学理解，对建模学习本身形成更多的认识。此时，学生对原有的模型进行修改与完善，在建模的过程中进一步巩固浮力知识。
作者：李凌云 李秀彬 张维军 单位：南京晓庄学院教师教育学院 南京市江宁区教育局教研室 南京市江宁区天景山中学
